(57)【要約】【課題】断線等による不点灯の検知はもとより、不点灯検知に木目細かな制御を行うことによりバックライトが搭載される液晶表示装置の安全性を保証し信頼性の向上をはかる。【解決手段】トランスの磁気飽和現象を用いて自励発振を行いランプ２の駆動を行うランプ駆動回路１とトランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出する駆動周波数検出回路３と、駆動周波数検出回路３の出力により、ランプ駆動回路１と駆動周波数検出回路３に対してランプ駆動制御信号を生成出力する制御回路５とで構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスの磁気飽和現象を用いて自励発振を行いバックライトの駆動を行うバックライト駆動回路と、
前記トランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出する駆動周波数検出回路と、
前記駆動周波数検出回路からの変動周波数検出信号に基づき、前記バックライト駆動回路と前記駆動周波数検出回路に対するバックライト駆動制御信号をＯＦＦ制御する制御回路と、
を備えたことを特徴とするバックライト制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記バックライトがブースト制御状態にあるか否かを判定し、ブースト制御状態にあると判定されたとき、あらかじめ定義された供給電圧の増加量に従い入力される電圧値に従い前記駆駆動周波数の変動を検出する際の閾値となる第１の検出基準信号を生成し、前記駆動周波数検出回路に供給することを特徴とする請求項１記載のバックライト制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
外部から取得した雰囲気温度情報に応じて変化する、前記駆駆動周波数の変動を検出する際の閾値となる第２の検出基準信号を生成し、前記駆動周波数検出回路に供給することを特徴とする請求項１または請求項２記載のバックライト制御装置。
【請求項４】
前記駆動周波数検出回路は、
バックライト駆動波形と、前記制御回路から出力される第１の検出基準信号とを比較して波形整形する第１の波形整回路と、
前記第１の波形整形回路により出力されるパルスを１／２分周するとともに、前記制御回路により出力されるバックライト駆動制御信号により前記１／２分周されたパルスを制御する分周回路と、
前記分周回路により出力されるパルスを微分波形に変換し、前記微分波形と、前記制御回路により出力される第２の検出基準信号とを比較して波形整形する第２の波形整形回路と、
前記第２の波形整形回路により出力されるパルスを前記制御回路に出力するインタフェース回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のバックライト制御装置。
【請求項５】
前記駆動周波数検出回路は、
バックライト駆動波形と、前記トランスに供給される入力電圧を抵抗分割することにより生成される第１の検出基準信号とを比較して波形整形する第１の波形整回路と、
前記第１の波形整形回路により出力されるパルスを１／２分周するとともに、前記制御回路により出力されるバックライト駆動制御信号により前記１／２分周されたパルスを制御する分周回路と、
前記分周回路により出力されるパルスを微分波形に変換し、前記微分波形と、前記制御回路の駆動電圧を抵抗分割することにより生成される第２の検出基準信号とを比較して波形整形する第２の波形整形回路と、
前記第２の波形整形回路により出力されるパルスを前記制御回路に出力するインタフェース回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載のバックライト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示パネルのバックライト光源として使用される、例えば、冷陰極線管に用いて好適な、バックライト制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤ（液晶）表示パネルは、それ自体が発光機能を持たないため、熱陰極線管や冷陰極線管等のバックライトを背面から照射し、高輝度表示を実現している。
これらバックライトを発光させるためには高電圧の印加が要求され、通常、その駆動源としてロイヤー回路（Royer Circuit）が使用される。ロイヤー回路とは、スイッチングトランジスタを２個使用してトランスにより自励発振を行う回路であり、トランスの磁気飽和現象を利用して発振を継続するものである。トランスの二次巻き線の数により任意の電圧値を得ることができる。
【０００３】
ロイヤー回路を用いバックライトを発光させるために高電圧を印加する場合、バックライトが正常に点灯している場合は問題ないが、管割れ等による不点灯事態が発生した場合、トランスの二次巻き線、つまり、出力側は無負荷状態になる。このため、出力電圧が異常に上昇し、トランス端子間、プリント基板箔間等で放電現象が発生し、アークにより周辺部材が発火、発煙、焼損する不測の事態が発生する可能性があり、上記したバックライトを搭載した液晶表示パネルの安全性は保証されない。
【０００４】
この問題を解決するために従来、図７にその構成が示されるように、発振回路７１の発振動作の停止を検知する発振状態検知部７２と、発振状態検知部７２からの停止信号によって発振回路７１への電流供給を停止する電流停止部７３とを備え、発振周波数の変動によりランプ７４の不点灯を検知し、発振回路７１の動作を停止させる直流−交流変換装置および照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、位相差を検出して圧電トランスの出力の異常を検出して保護回路により発振回路の発振を停止させる技術（例えば、特許文献２参照）、管電流の有無によりランプの不点灯を検知し、インバータ出力を停止する技術（例えば、特許文献３参照）も知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４４７４７号公報（段落「０００８」〜「００１６」、図２）
【特許文献２】特開平１０−７５５７７号公報（段落「０００８」〜「０００９」、図２）
【特許文献３】特開２００２−１３４２９３号公報（段落「０００７」〜「０００８」、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、ランプの不点灯検知は、発振動作が停止した場合にのみ限られ、したがって、断線等によるランプ不点灯時は発振回路が一定の周波数で発振を継続するため、依然として不測の事態が発生する可能性がある。
また、特許文献２、特許文献３に開示された技術によれば、トランスの位相差、あるいはランプの管電流のみを利用してランプの不点灯検知が行われ、ランプ寿命等による不点灯の検知に大きな影響を与える温度等に関する条件は反映されていない。このため、ランプの不点灯を検知するための木目細かな制御がのぞまれていた。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、断線等による不点灯の検知はもとより、不点灯検知に木目細かな制御を行うことにより、冷陰極線管等バックライトが搭載される液晶表示装置の安全性を保証し、信頼性の向上をはかった、バックライト制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るバックライト制御装置は、トランスの磁気飽和現象を用いて自励発振を行いバックライトの駆動を行うバックライト駆動回路と、トランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出する駆動周波数検出回路と、駆動周波数検出回路からの変動周波数検出信号に基づき、前記バックライト駆動回路と前記駆動周波数検出回路に対するバックライト駆動制御信号をＯＦＦ制御する制御回路と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、バックライト駆動回路のトランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出し、バックライト駆動回路と駆動周波数検出回路に対するバックライト駆動制御信号をＯＦＦ制御するように構成したので、断線等によるバックライト不点灯の検出はもとより、不点灯検知のために木目細かな制御を行うことができる。したがって、バックライトが搭載される液晶表示装置の安全性を保証することができ、信頼性の向上がはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るバックライト制御装置の内部構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態１に係るバックライト制御装置は、発振回路により構成されるバックライト駆動回路（以下、ランプ駆動回路１という）と、バックライトとしての冷陰極線管（以下、ランプ２という）と、ランプ駆動回路１の周波数変動を検出する駆動周波数検出回路３と、装置内部の雰囲気温度を検出する温度検出回路４と、バックライト制御装置の制御中枢となる制御回路５と、ランプ駆動回路１に入力電圧を供給する入力電圧生成回路６とにより構成される。
【００１１】
ランプ駆動回路１は、トランスの磁気飽和現象を用いて自励発振を行い、ランプ２の駆動を行う、２個のスイッチングトランジスタ１１，１２とトランス１３とから成るロイヤー回路で構成される。バックライト駆動回路１は、後述する制御回路５によるコントロールの下でランプ２を高電圧駆動する。
また、駆動周波数検出回路３は、ランプ駆動波形（３０１）を入力とし、ランプ駆動回路１におけるトランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出し、生成される検出信号（３０２）を制御回路５へ出力する。
制御回路５は、例えば、マイコンにより構成され、ランプ駆動回路１と、駆動周波数検出回路３に対してランプ駆動制御信号（３００）を生成出力しているが駆動周波数検出回路３から出力される検出信号（３０２）を取得した場合、直ちにランプ駆動制御信号（３００）をＯＦＦ制御し、ランプ駆動回路１による発振動作を停止させる。
【００１２】
一方、温度検出回路４は、ランプ２が搭載される液晶表示装置内の雰囲気温度を、例えばサーミスタにより計測し、その温度情報（Ｔ１）を制御回路５へ出力する。
制御回路５は、後述するように装置がブースト状態にあるか否か、あるいは温度検出回路４により出力される温度情報（Ｔ１）に基づき、駆動周波数検出回路３に対し、それぞれ、第１の検出基準信号（３０３）、第２の検出基準信号（３０４）を出力する（以下、単に検出基準信号という）。ここで、検出基準信号（３０３）は、低温時に入力電圧を一時的に上昇させることに対応して設定される閾値であり、また、検出基準信号（３０４）は、温度による駆動周波数の変動に対応して設定される閾値である。
【００１３】
なお、低温時に入力電圧を一時的に上昇させることが無い場合、および温度による駆動周波数の変動が小さい場合には、これらの閾値は固定値としてもよい。
また、入力電圧生成回路６は、制御回路５により生成出力される入力電圧制御信号（３０５）により、ブースト制御時と、非ブースト制御時とで異なった入力電圧をランプ駆動回路１に対し、供給する。
【００１４】
図２は、図１に示す制御回路５の内部構成の一例を示すブロック図である。図２において、制御回路５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１を制御中枢とし、メモリ５２（ＲＯＭ：Read Only Memory／ＲＡＭ：Random Access Memory）と、入力ポート５３と、出力ポート５４と、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ５５、５６と、Ｄ／Ａ（Digital／Analog）コンバータ５７、５８、５９とで構成される。
【００１５】
メモリ５２には、プログラムが記録されるプログラム領域５２１と、データメモリとして使用される作業領域５２２と、ブースト量−出力電圧変換ＴＢＬ（テーブル）５２３と、温度−駆動周波数変換ＴＢＬ５２４とが割り付けられる。
入力ポート５３には、Ａ／Ｄコンバータ５５、５６を介してデジタル信号に変換される、駆動周波数検出部３の出力である検出信号（３０２）、および温度検出回路４の出力である温度情報（Ｔ１）が供給され、ＣＰＵ５１により取り込まれる。また、ＣＰＵ５１により生成されるランプ駆動制御信号（３００）、入力電圧制御信号（３０５）、検出基準信号（３０３、３０４）のそれぞれは、Ｄ／Ａコンバータ５７、５８、５９を介してアナログ信号に変換され、それぞれ、入力電圧生成回路６、ランプ駆動回路１、駆動周波数検出回路３に出力される。
【００１６】
図３は、図１に示す駆動周波数検出回路３の内部構成の一例を示す図である。図３において、駆動周波数検出回路３は、波形整形回路３１、３３と、分周回路３２と、インタフェース回路３４とで構成される。
【００１７】
波形整形回路３１は、ランプ駆動波形（３０１）と、制御回路５から出力される検出基準信号（３０３）とを比較して波形整形して分周回路３２へ出力する。
分周回路３２は、波形整形回路３１により出力されるパルスを１／２分周するとともに、制御回路５により出力されるランプ駆動制御信号により１／２分周されたパルスを制御して波形整形回路３３へ出力する。
波形整形回路３３は、分周回路３２により出力されるパルスを微分波形に変換し、変換された微分波形と、制御回路５により出力される検出基準信号（３０４）とを比較して波形整形してインタフェース回路３４に出力する。インタフェース回路３４は、波形整形回路３３により出力されるパルスを検出信号（３０２）として制御回路５に供給する。
【００１８】
上記構成において、波形整形回路３１は、ランプ駆動回路１の入力電圧の温度制御による影響を無くするために、コンパレータ３１０において、ランプ駆動波形（３０１）を、制御部５により生成出力される検出基準信号（３０３）と比較することにより波形整形を行う。ここでは、ランプ駆動波形の一例をａとして、出力波形をｂとして図示してある。ここで、点線は、閾値となる検出基準信号（３０３）のレベルを示す。
なお、このとき、検出基準信号（３０３）は、入力電圧の温度制御に合わせて変化するものとする。すなわち、一般的に低温時のランプ始動性を早めるために、低温度時、ランプ駆動回路１に供給する入力電圧の電圧値を一時的に増加させるブートス制御が行われる。このため、ブースト制御時にはランプ駆動波形（３０１）と比較する検出基準信号（３０３）もあわせて変動させる必要があるため、制御回路５が入力電圧生成回路６をコントロール可能な構成にしてある。
【００１９】
このときの制御回路５による処理手順が図４にフローチャートとして示されている。図４のフローチャートにおいて、制御回路５（ＣＰＵ５１）は、まず、ランプ２が搭載された液晶表示装置が、現在、ブースト制御状態にあるか否かを判定する（ステップＳＴ４１）。ここで、ブースト制御状態とは、ランプ２が消灯されてから所定時間経過してランプ２が冷え切った状態をいう。
液晶標示装置がブースト制御状態にあると判定された場合（ステップＳＴ４１“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ５１は、あらかじめ定義された供給電圧（入力電圧３５の増加量）に基づき、メモリ５２に格納されてあるブースト量−出力電圧変換ＴＢＬ５２３を参照して入力電圧生成回路６の出力値Ｖ３３ｂを決定し（ステップＳＴ４２）、この出力値Ｖ３３ｂを出力ポート５４に書き込み、Ｄ／Ａコンバータ５６を介してアナログ信号に変換し検出基準信号（３０３）として駆動周波数検出回路３のコンパレータ３１０の一方の入力端子へ供給する（ステップＳＴ４３）。
【００２０】
なお、ステップＳＴ４１において、非ブースト制御時と判定された場合（ステップＳＴ４１“ＮＯ”）、ＣＰＵ５１は、あらかじめ定義された標準値Ｖ３３ｎを出力ポート５４に書き込み、Ｄ／Ａコンバータ５６を介してアナログ信号に変換し、検出基準信号（３０３）として出力する（ステップＳＴ４４）。
【００２１】
説明を図３に戻す。波形整形回路３１の出力であるパルスｂは、分周回路３２を構成するフリップフロップ３２０のクロック端子（ＣＬＫ）に供給される。分周回路３２は、波形整形回路３１の出力波形のデューティを一定（５０％）にするために、１／２分周する。ここでは、１／２分周したクロックをｃで示してある。
一方、制御回路５により生成されるランプ駆動制御信号（３００）の影響を無くするために、ここでは、分周回路３２を構成するフリップフロップ３２０のクリア（ＣＬＲ）端子にランプ駆動制御信号（３００）が供給されている。これは、車載用液晶表示装置は、調光範囲の広い間欠駆動が一般的であることから、ランプ駆動制御信号（３００）がＯＦＦ時に、ランプ駆動回路１が停止するため、間欠駆動時には正しい駆動周波数の検知ができなくなることに対する配慮である。
【００２２】
すなわち、フリップフロップ３２０のＣＬＲ端子にランプ駆動制御信号（３００）を入力し、ランプ駆動制御信号（３００）がＯＦＦのときに、レベル“ＨＩＧＨ”の信号を出力することにより、周波数の変動検出に影響が無いようにしている。駆動周波数検出回路３（波形整形回路３３）における変動周波数の検出は、後述するように一定の周波数以下になった場合にのみ行われるため、“ＨＩＧＨ”出力の場合に影響を与えることはない。
【００２３】
一方、波形整形回路３３は、分周回路３２によって出力されるパルス状の波形を、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ４、コンデンサＣ１により構成される微分回路３３１により微分波形に変換し、その波形が、制御回路５によって生成出力される検出基準信号（３０４）により設定される周波数以下になった場合、パルスｄを出力する。
ランプ不点灯時、ランプ駆動回路１の周波数は、通常点灯時に比べ低くなる（例えば、４８ｋＨｚ→３０ｋＨｚ）。これは、ランプ駆動回路１の入力電圧の温度制御による影響である。このため、検出基準信号（３０４）は、周囲温度によるランプ駆動周波数のずれの影響を考慮し、温度検出回路４で検出した雰囲気温度をもとにその値を変更するものとする。このときの制御回路５による処理手順が図５にフローチャートとして示されている。
【００２４】
制御回路５は、上記した温度ドリフトによるランプ駆動回路１の駆動周波数の変動検出に対する影響を無くすために検出基準信号（３０４）の値を制御する。
すなわち、図５のフローチャートにおいて、ＣＰＵ５１は、まず、温度検出回路４のサーミスタによって計測される液晶表示装置内の雰囲気温度を、Ａ／Ｄコンバータ５６および入力ポート５３を介して取得する（ステップＳＴ５１）。続いて、ＣＰＵ５１は、その温度情報（Ｔ１）に基づき、メモリ５２に格納された温度−駆動周波数ＴＢＬ５２４を参照して出力値Ｖ３４ｄを決定する（ステップＳＴ５２）。そして、決定された出力値Ｖ３４ｄを、出力ポート５４およびＤ／Ａコンバータ５７を介し、波形整形回路３３のコンパレータ（ＣＯＭ２）３３２の一方の入力端子に検出基準信号（３０４）として出力する（ステップＳＴ５３）。
【００２５】
説明を図３に戻す。インタフェース回路３４は、波形整形回路３３のコンパレータ３３２からパルス信号を取得し、抵抗Ｒ５、コンデンサＣ２によりＤＣ（直流）に変換してランプ駆動回路１の周波数変動を検出し、その結果を制御回路５へ出力する。
制御回路５（ＣＰＵ５１）は、駆動周波数検出回路３（インタフェース回路３４）出力を、Ａ／Ｄコンバータ５５、入力ポート５３を介して検出信号（３０２）として取込み、ここで、検出基準値を超えた周波数変動があった場合、ランプ駆動回路１に対してランプ駆動をＯＦＦするランプ駆動制御信号（３００）を生成出力するとともに、このランプ駆動制御信号（３００）を駆動周波数検出回路３に対しても供給して周波数の変動検出に影響を与えないようにする。
【００２６】
上記した実施の形態１によれば、制御回路５が、ランプ駆動回路１のトランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出し、ランプ駆動回路１と駆動周波数検出回路３のそれぞれに対してランプ駆動制御信号を生成出力することで、断線等によるランプ２の不点灯の検出はもとより、その不点灯検出のために木目細かな制御を行うことができる。
また、ランプ駆動回路１に供給する入力電圧、および駆動周波数変動の判定に用いられる検出基準信号（３０３、３０４）の生成に雰囲気温度を反映させることにより、正確な不点灯検出が可能となり、ランプ２が搭載される液晶表示装置の安全性を保証することができ、信頼性の向上がはかれる。
【００２７】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るバックライト制御装置において使用される駆動周波数検出回路３の構成例を示す図である。
図３に示す実施の形態１との差異は、実施の形態１では、ランプ駆動回路１の温度制御、および駆動周波数の温度変化に対応するため、温度検出回路４により検出した温度情報（Ｔ１）を基に、制御回路５が検出基準信号（３０３、３０４）を生成出力する構成としたが、実施の形態２では、低温時に入力電圧を一時的に上昇させることが無い場合、および温度による駆動周波数の変動が小さい場合を条件に、検出基準信号（３０３、３０４）を固定値にしたことにある。
【００２８】
すなわち、実施の形態２では、制御回路５によって生成出力される検出基準信号（３０３、３０４）の代わりに、コンパレータ３１０（ＣＯＭ１）、コンパレータ３３２（ＣＯＭ２）の検出基準信号入力端子に、抵抗Ｒ６、Ｒ７、および抵抗Ｒ８、Ｒ９による、それぞれ、ランプ駆動回路１の入力電圧３５、制御回路５（マイコン）の駆動電圧３．３Ｖの抵抗分割による電圧が入力されている。他は、実施の形態１と同様である。
上記した実施の形態２によれば、実施の形態１同様、制御回路５が、ランプ駆動回路１のトランスの二次側巻線のインピーダンス変動により生じる駆動周波数の変動を検出し、ランプ駆動回路１と駆動周波数検出回路３のそれぞれに対してランプ駆動制御信号（３００）を生成出力することで、断線等によるバックライト不点灯の検出はもとより、不点灯検出のために木目細かな制御を行う効果が得られる。また、上記した実施の形態２によれば、実施の形態１と比較して、制御回路５の負担軽減、および装置の簡略化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るバックライト制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す制御回路の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す駆動周波数検出回路の内部構成の一例を示す図である。
【図４】図１に示す制御回路の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図５】図１に示す制御回路の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係るバックライト制御装置で使用される駆動周波数検出回路の内部構成の一例を示す図である。
【図７】従来のバックライト制御装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  バックライト（ランプ）駆動回路、２  バックライト（ランプ）、３  駆動周波数検出回路、４  温度検出回路、５  制御回路、６  入力電圧生成回路、３１  第１の波形整形回路、３２  分周回路、３３  第２の波形整形回路、３４  インタフェース回路、５１  ＣＰＵ、５２  メモリ（ＲＯＭ／ＲＡＭ）、５３  入力ポート、５４  出力ポート、５５，５６  Ａ／Ｄコンバータ、５７，５８，５９  Ｄ／Ａコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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